สายสัญญาณแบบ Balance และ Unbalance
สายแบบ Balanced
อิงไปถึงสายสัญญาณที่มี 3 ขั้ว โดยสองขั้วในนั้นเป็น ground ที่อิสระต่อกัน โดยขั้วหนึ่งเป็น + และ อีกขั้วเป็น – กระแสไฟฟ้าจะวิ่งผ่านกราวด์ ทั้งสองขั้วจึงมีสัญญาณวิ่งอยู่ ประโยชน์ของโครงสร้างแบบนี้คือ สัญญาณรบกวนที่อยู่ในทั้งสองขั้วจะมีความคล้ายคลึงกัน ทั้ง + และ – ดังนั้นเมื่อสัญญาณวิ่งมาสู่ปลายทาง สัญญาณรบกวนก็จะถูกลบทิ้งไปได้ วิธีการนี้เรียกว่า “common mode rejection” และ จะเกิดขึ้นเนื่องจากอุปกรณ์ปลายทางจะเห็นสัญญาณรบกวนอยู่ในลักษณะ out-of-phase และลบล้างกันไปเอง สายแบบ Balance จึงเหมาะสำหรับการเดินสายที่มีระยะห่างกันมาก ๆ เนื่องจากคุณสมบัติลดเสียงรบกวนดังที่กล่าวมา ขั้วต่อแบบ XLR และ TRS ถูกออกแบบมาให้ส่งสัญญาณแบบ Balance จากอุปกรณ์ Balance ไปยัง อุปกรณ์ Balance อีกตัวหนึ่ง
สายแบบ Unbalance
มีความซับซ้อนน้อยกว่า และ ราคาถูก แต่ก็มีข้อจำกัดในการใช้งาน สัญญาณเสียงทุกชนิดต้องวิ่งผ่านสาย 2 เส้น ในกรณีถ้าสายเป็นแบบ unbalanceสายเส้นหนึ่งจะนำสัญญาณเสียง ส่วนอีกเส้นหนึ่งก็จะเป็น ground สายแบบ Unbalance มักจะไวต่อปัญหาเรื่อง noise มากว่าแบบ balanceเนื่องจาก noise ที่วิ่งเข้ามาจะไม่ถูกล้างออกไปด้วย noise ที่อยู่ในสายอีกเส้นหนึ่ง และ ก็จะนำสัญญาณที่มี noise นั้นเข้าไปสู่อุปกรณ์ปลายทาง ดังนั้น สายแบบ unbalance จึงจำกัดระยะทางการใช้งาน ให้น้อยที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ โดยปกติแล้ว น้อยกว่า 25 – 30 ฟุต เพื่อที่จะได้ลดทอนปัญหาnoise ให้น้อยลง
ประเภทของ Connector
ในงานด้านเสียง จะมี connector ที่รู้จักกันอย่างดี 5 แบบ คือ TRS และ XLR สำหรับการเชื่อมต่อแบบ balanced และ TS, RCA, Banana plugs สำหรับการเชื่อมต่อแบบ unbalanced
Connector แบบ TRS
ย่อมาจาก “Tip Ring Sleeve” เป็นชื่อเรียกของขั้วต่อแบบ balanced ที่มีขนาด 1/4 นิ้ว หรือ 1/8 นิ้ว หากต้องการทราบหน้าตาของ connection แบบ TRS ให้ดูที่หูฟัง ลักษณะจะคล้าย ๆ แบบ 1/4 นิ้ว เพียงแต่เพิ่ม Ring เข้ามาเท่านั้น ดั้งนั้นจึงเป็นที่มาของคำว่า Tip, Ring, Sleeve ขั้วต่อแบบ TRS มักจะใช้ในกรณีที่อุปกรณ์ ต้องมี 2 ขั้วสัญญาณ และ 1 ground อยู่ใน connection เดียวกัน จะเห็นได้บ่อยในอุปกรณ์ประเภท balanced ผู้ผลิตอย่างเช่น Hosa (CSR 103) ก็มีคุณภาพดี
Connector แบบ XLR
เป็นขั้วต่อกลม 3 เข็ม ที่พัฒนาโดย Cannon, ขั้วต่อ XLR กลายมาเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม และ ผู้ผลิตจำนวนมาก ได้ผลิต connector รูปลักษณ์แบบนี้ออกมา ซึ่งจะมีทั้ง ขั้ว +, ขั้ว – และ กราวด์ อยู่ภายใน ในระบบเสียง connector XLR มักจะใช้ส่งสัญญาณ balanced ไมค์เข้าสู่ Mixer และ สัญญาณ line-level ไปสู่ Mixer หรือ ลำโพง ตัวอย่างผู้ผลิตขั้วต่อประเภทนี้คือ Monster Cable P500M20
Connector แบบ TS
ย่อมาจาก “Tip Sleeve” ซึ่งจะหมายถึงขั้วต่อขนาด 1/4 นิ้ว ที่มีแกนข้างใน 2 เส้น ทำงานในแบบ unbalanced ในระหว่าง tip และ sleeve จะมีฉนวนกั้นอยู่ ส่วนที่เรียกว่า tip จะเป็นตัวนำสัญญาณ ในขณะที่ sleeve จะเป็น ground หรือ shield, ขั้วต่อแบบ TS มักจะใช้ในกีตาร์ หรือ line-level
Connector แบบ RCA
หัวต่อ RCA รู้จักกันในนาม phono connector มักจะใช้ในการต่อระหว่างอุปกรณ์เครื่องเสียงภายในบ้าน หัวต่อ RCA ถูกคิดค้นโดย RCA Corporation ในต้นยุค 1900 แล้วจึงเริ่มรู้จักกันในชื่อ หัวต่อ RCA, Mixer บางรุ่นจะมีขั้วต่อสัญญาณจากเทป หรือ ซีดี เข้า/ออก ในรูปแบบนี้
Connector แบบ Banana Plug
รูปแบบการ Shield สายสัญญาณ
Braided Shield
เกิดจากการนำสายทองแดงมาถักกันรอบ ๆ ฉนวน โดยมีแกนกลางเป็นสายนำสัญญาณ พื้นที่การ Shield แบบนี้อาจจะครอบคลุมตั้งแต่ 50 ถึง 97% ของผิว มีคุณสมบัติป้องกันการรบกวนจากสัญญาณ RF ที่แม้จะมีคลื่นสั้น ได้เป็นอย่างดี จุดด้อยเพียงอย่างเดียวคือ มีราคาแพง เนื่องจากผลิตได้ช้า และ ต้องใช้แรงงานคนด้วย
Serve Shield
หรือรู้จักกันในนาม “spiral-wrapped shield” เกิดจาการนำชั้นทองแดงมาพันบิดเป็นเกลียวในทิศทางเดียว มีความยืดหยุ่นสูง เสียหายได้ยากกว่า แต่ก็ป้องกันการรบกวนของสัญญาณ RF ได้น้อยกว่าแบบ Braided Shield, Serve Shield นั้นมีราคาประหยัดกว่า เนื่องจากใช้ทองแดงน้อยกว่า ผลิตได้เร็ว
Foil Shield
ทำมาจาก Mylar อลูมิเนียมฟอยล์ ที่สัมผัสกับสายทองแดงที่ปลาย รูปแบบนี้ทำให้มีราคาถูก แต่ก็จำกัดการใช้งาน และ อาจเสียหายได้ง่าย ส่วนทีเป็นฟอยล์ จะคลุมพื้นที่ 100% แต่ impedance สูง (อลูมิเนียมเป็นตัวนำที่ด้อยกว่าทองแดง) โดยเฉพาะกับความถี่ต่ำ
การเชื่อมสายสัญญาณที่ถูกต้องมี 2 ประเภท
การเชื่อมต่อแบบ BALANCED คือการเชื่อมต่อสายสัญญาณ ที่ใช้สายสัญญาณ 3 เส้น การต่อแบบนี้จะทำให้สัญญาณมีความแรง เสียงรบกวนน้อยเพราะมีการหักล้าง
การเชื่อมต่อแบบ UNBALANCED คือการเชื่อมต่อสายสัญญาณ ที่ใช้สายสัญญาณ 2 เส้น การต่อแบบนี้จะทำให้สัญญาณมีเสียงรบกวนบ้าง
ธ.กสิกรไทย
